CN104149572B - 悬挂止推轴承装置以及设有该止推轴承的悬挂支柱 - Google Patents

悬挂止推轴承装置以及设有该止推轴承的悬挂支柱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种悬挂止推轴承(1)，该悬挂止推轴承包括至少一个滚动轴承(7)，该滚动轴承形成布置在下盖(6)上的轴向止推轴承。下盖(6)包括本体(8)，该本体具有用于弹簧(2)的环形滚动轴承部(8a)和包括孔(8e)的管状部(8d)，减震器缓冲块(4)插入该孔中。轴向接触面(8h)限定在管状部(8d)的孔(8e)的下部上，减震器缓冲块(4)在变形时向该轴向接触面施加一径向力(F2)。管状部(8d)包括加强插入物(10)，该加强插入物位于此轴向接触面(8h)的高度处。

Description

悬挂止推轴承装置以及设有该止推轴承的悬挂支柱
技术领域
本发明涉及一种悬挂止推轴承，特别是麦弗逊(MacPherson)式悬挂止推轴承的领域。本发明还涉及包括减震器和所述悬挂止推轴承的机动车悬挂支柱。
背景技术
通常，机动车悬挂系统包括支撑车轴和车轮的悬挂支柱。悬挂止推轴承布置在悬挂支柱的上部中，与车轮和地面相对，在悬挂弹簧与附接到车辆本体的上支撑块之间。悬挂止推轴承包括至少一个滚动轴承。弹簧布置在减震器活塞杆周围，活塞杆的末端可附接到车辆的本体。
悬挂止推轴承因此能够实现轴向力在弹簧与车辆本体之间的传递，同时允许旋转移动的弹簧的滚动轴承杯与附接到该本体的固定支撑块之间的相对角运动。此相对角运动可由转向轮转向和/或悬挂弹簧的压缩而产生。
减震器缓冲块，例如橡胶或弹性体，一般安装在减震器的活塞杆周围并且插入下盖的孔中且在悬挂止推轴承之下轴向固定不动。
在针对悬挂支柱的减震情形中，弹簧、活塞杆和减震器缓冲块被轴向压缩并在悬挂止推轴承上施加一超过60kN的力。具体的，减震器缓冲块向悬挂止推轴承传递一轴向力并径向变形。然后缓冲块的此径向变形在其所插入的下盖上施加径向力，这能使缓冲块与下盖的接触区削弱至其破坏点。
发明内容
更具体的，本发明就是要通过提出一种新颖的悬挂止推轴承来解决此问题，该悬挂止推轴承的制造和组装简单且经济，同时保证减震器缓冲块对所传递震动的高抵抗性。
为此，本发明涉及一种悬挂止推轴承，该悬挂止推轴承包括至少一个滚动轴承，该滚动轴承形成布置在下盖上的轴向止推轴承。该下盖能包括一本体，该本体具有用于弹簧的环形滚动轴承部，并且所述管状部包括一孔，减震器缓冲块插入该孔中。
根据本发明，一轴向接触面限定在管状部的孔的下部上，减震器缓冲块在变形时抵靠该轴向接触面施加一径向力，并且所述管状部包括加强插入物，该加强插入物位于此轴向接触面的高度处。
由于本发明，提供了一种设有下盖的悬挂止推轴承，其经济、坚固并且能够完美地支撑正常使用中遇到的力以及由通过减震器缓冲块传递到管状部的震动所引起的力。
本发明能够避免对昂贵的技术或材料，诸如全金属下盖的依赖，全金属下盖确实不能很好地协助滚动轴承座圈定心，所述滚动轴承座圈由薄金属板压制，经常是复杂形状的，并且滚动轴承在盖上的接合必须仔细设计且必须规则以便避免下座圈的变形和损坏。同样由于必须例如通过电泳对金属下盖进行防腐蚀处理，所以金属下盖带来附加成本。
此外，根据本发明的悬挂止推轴承适合于在悬挂上生成较高或较低轴向和径向力的不同类型的车辆应用，因而能够显著地降低此止推轴承的生产成本，因为其大部分部件可以在一个生产操作中以整件制造并且仅有插入物专用于在震动情形中施加非常高的力的应用。
根据本发明的有利但非必须的方面，此滚动轴承装置可以任意技术上允许的组合并入如下特征中的一个或多个：
该悬挂止推轴承包括至少一个滚动轴承，该滚动轴承包括上座圈、下座圈和位于两个座圈之间的滚动轴承腔，滚动构件插入所述滚动轴承腔中。
滚动构件是球。
滚动构件通过隔圈保持周向隔开。
悬挂止推轴承的滚动轴承中的至少一个的两个座圈中的至少一个由具有基本恒定厚度的压制金属板构成。
悬挂止推轴承包括与滚动轴承直接接触的上盖，所述上盖安装并紧固到连接到车辆底盘的支撑块。
该上盖包括合成材料体。
上盖具有与滚动轴承的上座圈匹配的形状。
下盖由塑性合成材料制成。
下盖的环形部将轴承直接支撑在上侧。
下盖的环形部包括支撑滚动轴承的金属环形支撑部。
下盖的环形部具有与滚动轴承的下座圈匹配的形状。
悬挂止推轴承包括位于上盖与下盖之间的轴向保持装置，以便与滚动轴承一起构成单一组件。
上盖与下盖之间的轴向保持装置包括上盖的轴向裙缘，该裙缘在其末端处包括与下盖的环形肋条相抵触的钩。
下盖的管状部在其孔中包括朝着悬挂止推轴承的内侧指向的环形卷边，所述卷边与减震器缓冲块的上环形肋条配合和抵触，实现所述缓冲块在止推轴承的下盖中的轴向保持。
插入物由硬度比构成下盖的本体的材料更大的材料制成，例如由金属制成。
加强插入物例如通过将所述盖模制在所述插入物周围而埋入下盖的下部中。
下盖的管状部的加强插入物包括至少一个轴向部。
下盖的管状部的加强插入物包括位于止推轴承内侧的第一轴向部、位于止推轴承外侧的第二轴向部，两个轴向部通过一径向部互连。此形状能够赋予插入物以弹簧属性，从而在有来自减震器缓冲块的震动的情况下加强该盖，同时减缓变形并有助于在该力之后恢复初始形状。
连接加强插入物的两个轴向部的径向部位于止推轴承的下侧，整体赋予插入物以U形形状。
环形卷边包括加强插入物，该加强插入物在由减震器缓冲块施加力的情形中实现其加强。
该插入物的位于悬挂内侧的第一轴向部包括基本朝着止推轴承内侧指向的径向部。所述径向部位于环形卷边中。
本发明还涉及设有如上所述的悬挂止推轴承的悬挂支柱。
附图说明
图1是所述止推轴承在轴向截面中的视图。
具体实施方式
根据下文仅作为实例并参照附图给出的本发明的悬挂止推轴承的一个具体实施例的描述，本发明将得以更好地理解并且本发明的其它优点将变得更加明显，在图中，图1是所述止推轴承在轴向截面中的视图。
具有中心轴线X1的悬挂止推轴承1安装在卷簧2与连接到车辆底盘的支撑块(未示出)之间。
下文，为便于止推轴承1在空间中的定位，限定地面和车辆车轮定位所在的下侧Ci以及与该下侧Ci相对的上侧Cs。此外定义与主轴X1对应的内侧Cc和与通过止推轴承1的轴线X1相对的外侧Ce。
此外，对于此实施例以及随后的实施例，形容词“轴向的”和“径向的”以及副词“轴向地”限定了相对于止推轴承1的中心轴线X1。因而轴向部或部分平行于轴线X1，而径向部或部分垂直于该轴线并围绕它。如果一表面垂直于轴线X1延伸，则称其为轴向的，而如果该表面垂直于此轴线的法线延伸，则称其为径向的。例如，径向部具有内表面和径向外表面，该内表面朝着止推轴承1的内侧Cc，并因此朝着轴线X1定向，而该径向外表面远离此轴线，朝着止推轴承1的外侧Ce定向。
悬挂止推轴承1布置在沿轴线X3的圆柱体形的细长减震杆3周围。当悬挂止推轴承1未被加载时，轴线X3与轴线X1重合，如图1中所示。减震杆3沿轴线X3在未示出的活塞体中滑动。
例如橡胶或弹性体的减震器缓冲块4围绕杆3安装在悬挂止推轴承1之下。
减震器缓冲块4具有带有肋条4a的环形形状，该肋条4a也是环形的，与悬挂止推轴承接触地从所述缓冲块4的上侧Cs朝着外侧Ce延伸。
悬挂止推轴承1包括上盖5、下盖6和单一滚动轴承8。这三个部件整体上是圆形的，围绕中心轴线X5，当悬挂止推轴承1未被加载时，该中心轴线X5与轴线X1和X3重合。
上盖5为一整体部件，由例如聚酰胺的塑性合成材料制成，可选地利用玻璃纤维加强。上盖5具有上径向部5a、朝着悬挂止推轴承1的下侧Ci延伸的相对小直径的内环形裙缘5b以及具有朝着悬挂止推轴承1的下侧Ci延伸的相对大直径的外环形裙缘5c。环形裙缘5b限定了孔5f，杆3安装在孔5f中。环形裙缘5c包括钩5d，该钩5d在圆周方向上可以是连续或不连续的，表现为朝着悬挂止推轴承1的内侧Cc轴向突出部的形式。上盖5保持与上杯的轴向和表面/或径向表面接触。
滚动轴承7包括压片金属上座圈7a、压片金属下座圈7b、此处为球的一排滚动构件7c以及用于保持滚动构件7c之间的规则周向间距的隔圈7d。滚动构件布置在由上座圈7a和下座圈7b形成的滚道之间。上座圈7a包括环状部7a’，该环状部7a’与上盖5的上径向部5a的下侧Ci的表面上所限定的环状表面5e接触并具有与该环状表面5e匹配的形状。上座圈7a还包括径向部7a”，该径向部7a”与环状部7a’成一直线，朝着内侧Cc延伸，并与上盖5的上径向部5a的下侧Ci的表面接触且具有与该表面匹配的形状。下圈7b也包括环状部7b’和径向部7b”，该环状部7b’的上部形成用于滚动构件7c的滚道，该径向部7b”朝着外侧Ce延伸。滚动轴承7完全布置在上盖5的环形裙缘5b与5c之间。滚动轴承7是悬挂止推轴承1中的唯一一个轴承并且它处于倾斜接触以便限制止推轴承1内的力和摩擦。例如在图1中，该倾斜接触沿相对于轴线X5倾斜45°的轴线朝着止推轴承的内侧Cc指向。
下盖6包括本体8和金属支撑9，该本体8由塑性合成材料制成，例如由与上盖5相同的材料制成，而该金属支撑9为相对厚的钢杯的形式从而保证悬挂止推轴承1的部件的具有充足刚度的定位和保持。
金属支撑9包括径向环形基部9a，该径向环形基部9a包括孔9b，杆3安装在该孔9b中。所述孔9b具有比杆3的圆柱形外表面的直径稍大的孔径，以便对所述杆3在悬挂止推轴承1内进行轴向和径向导向。减震器缓冲块4的肋条4a的上表面4b与环形基部9a的下表面9c处于径向接触。径向环形基部9a通过一轴向部9d朝着悬挂止推轴承1的上部Cs延伸，此处两个部分9a和9d通过一环状的部分连接。轴向部9d通过径向部9e朝着悬挂止推轴承1的外侧Ce延伸，该径向部9e为滚动轴承7的下座圈7b提供支撑。此径向部9e包括环状部9f，该环状部9f通过径向部9g朝着外侧Ce延伸以便与下座圈7b的环状部7b’和径向部7b”接触并具有与其匹配的形状。此外，形成金属支撑9的外端的径向部9g与上盖5的钩5d配合以便保证上盖5轴向保持在支撑9上，滚动轴承7夹在上盖5与支撑9之间并且密封止推轴承1。
下盖6的本体8模制于金属支撑9的轴向部9d和径向部9e上，因此将该本体固定到支撑9并继而固定到上盖5。该本体包括一环形部8a，该环形部8a的下表面8b与弹簧3的上端绕圈接触并通过一圆面，借助稍微截头圆锥面8c朝着内侧Cc延伸以便保证弹簧在本体8上的良好定心。所述截头圆锥面8c对应于本体8的管状部8d的外表面。管状部8d限定一孔8e，杆3和减震器缓冲块4接合在该孔8e中。孔8e包括环形卷边8f。缓冲块4的肋条4a插入支撑9的下表面9c与本体8的卷边8f之间，以便保证缓冲块4在悬挂止推轴承1中的轴向保持。在正常操作模式中，缓冲块4的外轴向表面4c与本体8的孔8e的内轴向表面8g接触以便保证缓冲块4在悬挂止推轴承1中的径向保持。在针对车辆悬挂系统的减震的情形中，减震器缓冲块4由于轴向方向上的压缩和径向方向上的膨胀而变形，其外表面4c然后与位于卷边8f之下的孔8e中的轴向接触面8h形成接触。
下盖6的本体8还包括完全埋入本体8的合成材料中的金属插入物10。插入物10包括第一轴向部10a、第二轴向部10c和连接两个轴向部10a、10c的径向部10b。第一轴向部10a位于本体8的孔8e中的轴向接触面8h的高度处并且在本体8的内侧Cc的边界附近。第二轴向部10c位于本体8中与部分10a基本相同的高度处，但在本体8的外侧Ce的边界附近。径向部10b连接两个部分10a和10c的下侧Ci的末端。轴向部10a在其位于上侧Cs的末端处包括径向部10d，该径向部10d朝着悬挂止推轴承1的内侧Cc指向，使得此径向部10d在卷边8f内。此径向部10d能够保证卷边8f用于轴向保持缓冲块4的肋条4a的充足刚度，特别是在任何朝着止推轴承1的下侧Ci施加的轴向力拉脱的趋势的情形下。
下面对此止推轴承1的操作进行描述以说明其特征。在针对车辆悬挂系统的减震的情形中，减震杆3在其安装所在的活塞的本体中滑动，弹簧2被轴向压缩，在本体8的下表面8b上施加一力，并且减震器本体4在悬挂止推轴承1上施力。一方面，减震器缓冲块的上表面4b在金属支撑9的下表面9c上施加一轴向力F1。悬挂止推轴承1固定紧固到支撑块，该支撑块本身紧固到车辆底盘，减震器缓冲块4在轴向位移上抵靠下表面9c而固定不动。减震器缓冲块4由弹性材料制成，例如由橡胶或弹性体制成，它被该轴向力F1压缩。在缓冲块4的上部中，肋条4a仅遭受很明显的变形。相反，缓冲块4的下部遭受非常高的变形并且在滚动轴承的外侧的方向上径向膨胀。然后缓冲块的外轴向表面4c与位于卷边8f之下的孔8e中的轴向接触面8h形成接触。缓冲块4然后在本体8的表面8h上施加高径向力F2。插入物10且特别是第一轴向部10a将此力F2传递到本体8的内部并且能够在与缓冲块4的变形部接触的高度处支撑本体8的管状部8d的下部的材料的任何变形。轴向部10a由于所施加的力F2而可以朝着滚动轴承的外侧Ce径向变形。从轴向部10a径向延伸并给予该插入物U形形状的轴向部10c和径向部10b能够控制轴向部10a的径向变形并且给予插入物10弹性属性，使得它在震动经过之后，一旦力F2不再施加，则能够恢复其初始形状。
本发明还涉及一种悬挂支柱，该悬挂支柱包括如上所述的悬挂止推轴承1，该悬挂止推轴承1在其下端处包括减震杆3和弹簧2并且通过其上端固定地紧固到机动车底盘。

Claims (8)

1.一种悬挂止推轴承(1)，包括至少一个滚动轴承(7)，所述滚动轴承形成布置在下盖(6)上的轴向止推轴承，所述下盖(6)包括本体(8)，所述本体具有：
用于弹簧(2)的环形滚动轴承部(8a)，
管状部(8d)，所述管状部包括一孔(8e)，减震器缓冲块(4)插入所述孔中，以及
轴向接触面(8h)，所述轴向接触面限定在所述管状部(8d)的所述孔(8e)的下部上，所述减震器缓冲块(4)在变形时抵靠所述轴向接触面施加一径向力(F2)，所述管状部(8d)包括加强插入物(10)，所述加强插入物位于此轴向接触面(8h)的高度处，
其特征在于所述加强插入物(10)包括：
第一轴向部(10a)，其位于所述止推轴承(1)的内侧(Cc)，
第二轴向部(10c)，其位于所述止推轴承(1)的外侧(Ce)，
所述两个轴向部(10a,10c)通过径向部(10b)互连。
2.如权利要求1中所述的悬挂止推轴承(1)，其中所述加强插入物(10)埋入所述下盖(8)的所述管状部(8d)中。
3.如权利要求1或2中所述的悬挂止推轴承(1)，其中连接所述加强插入物(10)的所述两个轴向部(10a,10c)的所述径向部(10b)位于所述止推轴承(1)的下侧(Ci)，整体赋予所述插入物(10)以U形形状。
4.如权利要求1或2中所述的悬挂止推轴承(1)，其中所述下盖(8)的所述管状部(8d)在其孔(8e)中包括朝着所述悬挂止推轴承(1)的内侧(Cc)指向的环形卷边(8f)，所述卷边(8f)与所述减震器缓冲块(4)的环形肋条(4a)配合和抵触。
5.如权利要求4中所述的悬挂止推轴承(1)，其中所述环形卷边(8f)包括加强插入物(10d)，所述加强插入物在由所述减震器缓冲块(4)施加力的情形下实现其加强。
6.如权利要求5中所述的悬挂止推轴承(1)，其中所述插入物(10)包括轴向部(10a)，所述轴向部包括基本朝着所述悬挂止推轴承(1)的内侧(Cc)指向并位于所述环形卷边(8f)中的径向部(10d)。
7.如权利要求1或2中所述的悬挂止推轴承(1)，进一步包括与所述滚动轴承(7)直接接触的上盖(5)和位于所述上盖(5)与所述下盖(6)之间的保持装置(5d)。
8.一种悬挂支柱，所述悬挂支柱设置有如前述权利要求中的任一项所述的悬挂止推轴承(1)。
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